DE2336509A1

DE2336509A1 - Verfahren zur herstellung eines multifilen, texturierten garns

Info

Publication number: DE2336509A1
Application number: DE19732336509
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Schippers
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2336509B2; JPS5042119A; BR7404096A; US4019311A; IT1016132B

Description

2336503

Bag.

B a r ra a g

Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Verfahren zur Herstellung eines multifilen, texturierten Garns.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines multifilen, texturierten Garns durch Schmelzspinnen unterschiedlicher Polymere ( z. B. eines Polyamids und eines Polyesters ) oder Copolymere ( z. B. Nylon 6 und Nylon 6.6 ) zu einem multifilen Faserstrang bei im wesentlichen gleicher Abzugsgeschwindigkeit für alle Teile des Faserstrangs sowie durch anschließendes Cerstrecken unter im wesentlichen gleichartigen Verstreckbedingungen für alle Teile des Faserstrangs, wobei das Verstreckverhältnis über der Elastizitätsgrenze von zumindest einem der ausgesponnenen Polymere liegt.

Multifile, texturierte Garne können dadurch hergestellt werden, daß zwei oder mehr Polymere mit unterschiedlichem Längenverhalten als Einzelfasern ersponnen und zu einem Garn zusammen-

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gefaßt oder als Bikoraponentenfasern ersponnen werden. Da in beiden Fällen die miteinander vereinigten Komponenten ein einheitliches Fadenstück bilden, Wird die " längere" Komponente durch das unterschiedliche Längenverhalten der Komponenten gezwungen, sich in Windungen um die " kürzere" Komponente herumzulegen. Dadurch entsteht eine Kräuselung, Bauschigkeit und VoIuminösität des hergestellten Garns.

Es ist bekannt, daß das unterschiedliche Längenverhalten durch die Art der Polymere ( z. B. OE _ PS 228 919, FR - PS 1 4i6 022, US - PS 3 O99 17h ), die Viskosität der Spinnschmelzen ( GB - PS 969 110 ), Additive ( GB - PS 1 128 536 ) und sonstige unterschiedliche Behandlungen ( z. B. GB - PS 1 O87 823 , GB - PS 1 O28 873 ) verursacht wird. Das unterschiedliche Längenverhalten kann bereits durch die Verstreckung des Faserstranges bzw. Bikomponentenfadens ( z. B. OE-PS 228 919 ) oder durch eine nachfolgende Schrumpfbehandlung im spannungsfreien Zustand ( GB - PS 95O 429 ) oder durch eine Quellbehandlung (FR-PS 1 205 162 ) ausgelöst werden. Es ist auch bekannt, daß durch unterschiedliche Orientierung gleicher oder verschiedener Polymere das Längenver halten beeinflußt wird. So schlägt die US - PS 2 V59 81Ί vor, unterschiedliches Längenverhalten durch unterschiedliche Orientierung zu erzeugen, indem eine Bikomponentenfaser aus unterschiedlichen Polymeren über die Elastizitätsgrenze der einen Komponente hinaus verstreckt wird. Nach der DT - OS 2 O52 729 wird die ufaterschiedliche Orientierung ( Doppelbrechung ) gleichartiger und gemeinsam ersponnener Fasern dadurch erzeugt, daß auf Teile des Faserbündels eine andere Förderkraft ausgeübt wird.

Die beschriebenen Verfahren und Bauschgarne mögen für bestimmte Einsatzzwecke nachteilsfrei einsetzbar sein. Aufgabe der Erfindung ist es, ein zusätzliches Verfahren zur Erzeugung von Bausch- und Kräusel-

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fäden für breite Anwendungszwecke bereitzustellen. Dabei sollen insbesondere handeleübliche Polymere ohne besondere Vor- und Zusatzbehandlung bei im wesentlichen gleichartigen Spinn- und Verstreckbedingungen zur Anwendung kommen, so daß die Komponenten des Gnrns gemeinsam und unterschiedslos aus der ßpinnzone abgezogen und verstreckt werden können.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem durch den zitierten Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung eines multifilen, texturierten Garns durch gleichzeitiges Schmelzspinnen unterschiedlicher Polymere oder Copolymere zu einem Faserstrang bei im wesentlichen gleicher Abzugsgeschwindigkeit für alle Teile des Faserstranges und durch anschließendes Verstrecken des Faserstranges unter im wesentlichen fcleichartigen Verstreckbedingungen, wobei das Verstreckverhältnis über die Elastizitätsgrenze zumindest eines der beiden Polymere _er_ höht wird.

Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Anwendung von derartigen Spinnbedingungen, welche eine so hohe Vororientierung der ersponnenen Einzelfasern bewirken, daß das in der nachfolgenden Verstreckstufe anwendbare maximale Verstreckverhältnis der beiden Polymere weniger als 1: 2,5 beträgt.

Die Höhe der Vororientierung ist ein Faktor, der für die nachfolgende Verstreckstufe die Elastizitätsgrenze als untere Grenze des Verstreckverhältnissee und das maximale, d.h. das zum Bruch führende Verstreckverhältnis bestimmt. Erfindungsgemäß soll die ausge-

Fasern

führte Verstreckung zumindest für ein Polymer des aus/mehrere_r Polymere zusammengesetzten Garns innerhalb dieses Bereichs von Verstreckungsverhältnissen liegen.

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Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß bei den angegebenen Spinnbedingungen mit hoher Vororientierung der einzelnen Polymere verstärkt unterschiedliche Dehnungs-,Elastizitäte- und Schrumpfeigenschaften bei den Polymeren entstehen. Das ist primär darauf zurückzuführen, daß gerade in dem angegebenen Bereich hoher Vororientierung und weder darüber noch darunter sehr unterschiedliche maximale Verstreckverhältnisse der einzelnen Komponenten entstehen. Diese Unterschiede in den maximalen Verstreckverhältnissen führen zu entsprechend hohen Unterschieden des elastischen Dehnungsanteils der Verstreckung und der Schrumpfneigung. Diese Unterschiede in den maximalen Verstreckverhältnissen können noch dadurch verstärkt werden, daß Fasern unterschiedlicher Titer gleichzeitig ersponnen werden,wodurch unterschiedliche Tendenzen der Vororientierung entstehen.Dabei sollte das Polymeren, das gegenüber einem anderen Polymer bereits ein höheres, maximales Verstreckverhältnis aufweist ( z. B. Polyester gegenüber den Polyamiden, Nylon6gegenüber Nylon6.6), den gröberen Titer heben und somit eine geringere Vororientierung und somit ein höheres maximales Verstreckverhältnis aufweisen.

Die Entwicklung der Kräuselung der nach der Erfindung hergestellten Garne erfolgt -wie sich aus dem Vorstehenden ergibt - bereits durch die Verstreckung. Es kann jedoch, je nach Art und Modifikation der eingesetzten Polymere auch zweckmäßig sein, im Anschluß an die Verstreckung eine spannungsfreie Schrumpfbehandlung oder sonstige Nachbehandlung durchzuführen.

Die Erzeugung von Fasern mit einer hohen Vororientierung erfolgt vorzugsweise durch eine Abzugsgeschwindigkeit in der Spinnzone von über 2 5°O m / min.unter Abzugsgeschwindigkeit ist dabei die Geschwindigkeit zu verstehen, mit der die Fasern durch die Galetten oder durch eine Aufwickelspule o.a. von der Spinndüse abgezogen werden. Die Abzugf5£eschwindigkeit ist höher als die Spritzgeschwin-

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digkeit, mit der die Polymere aus den Düsen ausgepreßt werden. Die Abzugsgeschwindigkeit ist von großem Einfluß auf die Vororientierung. Gefördert wird die Höhe der Vororientierung durch das Spinnen von feinen Einzeltitern ( Spinntiter) von z. B. weniger als 2,5 den, ferner aber auch - wie weiterhin vorgeschlagen wird - durch eine Abschreckbehandlung des Faserbündels unter der Düse.

Der bevorzugte Bereich von Abzugsgeschwindigkeiten liegt zwischen 2 700 m / min und h 5OO m / min.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Verstreckung über das maximale Verstreckverhältnis einer Komponente hinaus ausgedehnt. Dadurch zerreißt und zerfasert die eine Komponente, gleich, ob es sich dabei um eine Einzelfaser oder den Teil einer Bikomponentenfaser handelt. Der Faserstrang nimmt hierdurch den Charakter eines Stapelfasergarns an. Dieses Verfahren bietet im Zusammenhang mit dem erfinsungsgemäßen Verfahren hinsichtlich Produktionssicherheit und Qualität des Produkts wegen der großen Diskrepanz der maximalen Verstreckverhältnisse der hoch vororientierten Polymere besondere Vorteile. Besonders vorteilhaft ist dabei auch, daß infolge der hohen Vororientierung das maximale Verstreckverhältnis praktisch temperaturunabhängig ist, so daß die Verstreckung mit der für die nicht zerreißende, endlose Komponente optimalen Temperatur durchgeführt werden kann.

Dabei kann der Faserstrang in der Verstreckstufe vorteilhafterweise über ein Kantenrad geführt werden. Die Kanten sind in unregelmäßigen oder regelmäßigen Abständen über den Umfang verteilt und legen Sollbruchstellen in der zerreißenden Faserkomponente fest.

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Die Veretreckung der nicht zerreißenden Komponente kann bis zum maximalen Verstreckverhältnis erfolgen. Als vorteilhaft wird vorgeschlagen, die nicht zerreißende Komponente mit weniger als dem maximalen Verstreckverhältnis zu verstrecken, da diese Komponente dann eine Kräuselneigung zeigen wird, die die Bauschigkeit des Garns vorteilhaft unterstützt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein Mehrkomponentengarn aus üblichen Polymeren erhalten wird, wobei die Polymere ohne Modifikation oder Sonderbehandlung chemisch gewonnen sowie gemeinsam Versponnen, verstreckt ind sonst behandelt werden können. Mit diesem Vorteil wird eine hohe Produktivität durch die hohen Abzugsgeschwindigkeiten in der Spinnstufe verbunden. Die hohe Vororientierung begünstigt die gemeinsame Erzeugung und Bearbeitung von Fasern aus unterschiedlichen Polymeren, da die hoch vororientierten Polymere weitgehend temperaturunempfindlich sind, wohingegen niedrig vororientierte Polymere wie z. B. Polyester bei Temperatureinwirkung starke Vereprödungserscheinungen

eine
oder/sonst nachteilige Umwandlung erfahren. Es können daher stets die optimalen, insbesondere die für die " tragende" Komponente, welche für Reißfestigkeit Dehnung u.a. physikalische Eigenschaften des Garns in erster Linie verantwortlich ist, optimalen Temperaturen angewandt werden.

Wie bereits ausgeführt, kann das Verfahren zur Herstellung eines Kräusel- und Bauschgarns angewandt werden, bei dem die Einzelfasern aus je einem der unterschiedlichen Polymere b»w.Copolymere bestehen. Bei der Herstellung eines derartigen Garns kitt es sich als vorteilhaft und zweckmäßig erwiesen, die Einzelfasern

aus

derart zusammenzuführen, daß die Fasergruppe/dem einen Polymer

aus
die Fasergruppe/dea anderen Polymer an zumindest zwei Seiten um-

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gibt. Hierdurch soll verhindert werden. daA;.das» Faserbündel

und kürzeren in die Fasergruppen seiner " längeren"/Komponente zerfällt.

Aber auch darüber hinaus muß bei der Herstellung eines Bauschbzw. Kräuselgarns, bei dem die Einzelfasern au« je einem der unterschiedlichen Polymere bestehen, ein gewisser Verbund der Einzelfasern untereinander hergestellt werden, damit ein einheitliches Garn entsteht und damit das unterschiedliche Längenverhalten der Polymere zu einer Kräuselung, Bauschigkeit und Voluminösität des Garns führt. Hierzu wird weiterhin als vorteilhaft vorgeschlagen, daß dem Faserbündel in der Spinnzone durch einen unmittelbar vor der Abzugseinrichtung ( Galette, Aufwickelspule) angeordneten Friktionsfalschdraller ein Falschdrall erteilt wird, wobei die Zwirnung bis in die Abkühlzone zurückläuft.

Sofern das Verfahren auf die Herstellung eines texturierten Garnes gerichtet ist, bei dem die Einzelfasern als Mehrkomponentenfasern konstruiert sind, können beliebige Bikomponentenkonstruktionen verwandt werden, also insbesondere eine Seite-anSeite-Konstruktion oder eine exzentrische Kern/Mantelkonstruktion. Als besonders vorteilhaft wird jedoch auch eine konzentrische Kern/ Mantelkonstruktion vorgeschlagen, ^er Vorteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, daß die Haftung der unterschiedlichen Polymere , die bekanntlich bei der Herstellung von Bikomponentenfaden große Schwierigkeiten bereitet ( vg..z. B. US - PS 3 O39 17^, Spalte 1, Zeile k2 ff, Zeile 69)» ohne weitere Maßnahmen eichergestellt ist. Der allseits gleichmäßig dicke Mantel hat eine erhöhte Produktionssicherheit und damit eine verbesserte Qualität der Bikomponentenfasern zur Folge.

Ein günstiges Zusammenwirken von Bausch- und Kräuseleffekten läßt sich auch erzielen, wenn - wie weiterhin vorgeschlagen - der Fnaer-

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strang aus Einkomponentenfasern und Mehrkomponentenfasern zusammengesetzt wird.Die Einkomponentenfasern können z. B. aus einem Polyester und die Mehrkomponentenfaeern aus einem Polyamid 6 und einem Polyamid 6.6 in beliebiger Konstruktion des Querschnitts bestehen.

Es wurde bereits erwähnt, daß sich an die Verstreckung der Bikomponentenfaden eine spannungsfreie Schrumpfbehandlung oder weitere Nachbehandlungsverfahren anschließen können.

Als besonders vorteilhafte Nachbehandlung im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung texturierter Garne hat sich das an eich bekannte Falschzwirnkfcäusel - Verfahren erwiesen. Die Falschzwirnung des Faserstrangs kann nach ( z. B. GB-PS 8^8798) oder während ( z. BJ3B-PS777 625 ) der Verstreckung erfolgen.

Übliche Falschzwirnkräuselverfahren sind einschließlich der anschließenden Wärmebehandlung, z. B. von Scherzberg in " Texturierte Garne" Melliand - Verl. 1908 beschrieben. Die zur Anwendung kommende Falschzwirnung liegt in denselben Größenordnungen wie bei üblichen Einsatzgarnen und beträgt z. B. ca. 5 000 Drehungen pro Meter Fadenlänge (T/m) für ein 22 dtex-Garn und mindestens 2 000 T / m für ein übliches 167 dtex -Garn. Ebenso richtet sich die Wärmebehandlung des Faserstranges in der Falschzwirnzone und dahinter nach den üblichen Werten.

Die Kombination der bis hierher geschilderten Verfahrensschritte bringt eine Serie von Vorteilen mit, die insgesamt gesehen eine erhöhte Produktivität und Qualität der Kräusel- und Bauschgarnherstellung ergeben. Es sei als Vorteil besonders erwähnt, daß die Verstreckkräfte bei hoch vororientierten Fasern bei gleichzeitiger Einbringung eines Zwirns erheblich geringer sind als bei Verstreckung niedrig vororientierter Fasern ohne gleichzeitige Zwirnung.

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Vor allem aber hat die Anwendung der Falschzwirnkräuselbehandlung auf ein Garn, das seiner Konstruktion nach bereits eine eigene Kräuseltendenz besitzt, folgenden bedeutenden Vorteil:

aus fasern
Die Kräuselung der/aus unterschiedlichen Polymeren oder Copolymeren zusammengesetzten Garne ist durch die Garnkonstruktion und die Elastizitäts-,Dehnungs- und Schrumpfcharakteristika der verschiedenen Komponenten festgelegt. Eine Anpassung der Kräuselung bzw. Bauschigkeit an den Verwendungszweck kann nur in Grenzen erfolgen und zwar durch Modifizierung der Verstreck- und sonstigen Nachbehandlung.

Durch das Falschzwimkräuselverfahren lassen sich dagegen Kräusel- und Bauschgarne mit den unterschiedlichsten Eigenschaften und einem breiten Verwendungsspektrum erzeugen. Das heute ausgeübte industrielle Falschzwirnkräusel - Verfahren ist jedoch an einer Grenze der Produktivität angelangt. Die FbIschzwirnung erfolgt heute im wesentlichen durch sogenannte Magnetfalschzwirnspindeln, die Drehzahlen von 1 Mill. U/m bei Verarbeitung feinerer Titer erreichen. Wenn demnach ein 22 dtex - Faden mit 5 000 T / m Falschzwirngegekräuselt werden soll, so ergibt sich hier eine maximale Fadenlaufgeschwindigkeit von 200 m / min. Höhere Drehungen pro Meter Fadenlänge und damit auch höhere Fadenlaufgeschwindigkeiten ließen sich bei Anwendung von Friktionsdrallgebern erzielen, welche dem Faden einen Drall durch Umfangsantrieb erteilen. Hierbei ist jedoch ein gewisser Schlupf zwischen Oberfläche des Drallgebers und Oberfläche des Fadenstranges unvermeidlich und leider läßt sich der Schlupf nicht konstant halten. Das bedeutet, daß auch die Zwirnung des Garns über seine Länge nicht konstant ist, so daß unterschiedliche Kräuselungen entstehen, was ein Produkt minderer Qualität zur Folge hat. Durch den Einsatz eines selbstkräuselnden Garns in einem Falschzwimkräusel-Prozeß gelingt es nun, den nachteiligen Einfluß des Schlupfes, der übrigens auch bei der Verwendung von Magnetfalschzwirnspindeln im Bereich höherer Drehzahlen auftritt, auszuschalten, da sich die

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Falschzwirnkräuselung und die natürliche Kräuselung nicht nur überlagern sondern auch bei einer gewissen Anpassung der Falschzwirnung an die natürliche Kräuselneigung des Garns ergänzen. Die natürliche Kräuselneigung des aus mehreren Polymeren zusammengesetzten Garns, die darin besteht, daß die längere Komponente des Garns sich in Windungen und vorzugsweise achraubenförmigen Windungen um die kürzere Komponente herumlegt, wird durch die Falschzwirn behandlung ausgelöst und durch die während der Falschzwirnung erfolgende Erhitzung sowie durch die gegebenenfalls gleichzeitig erfolgende Verstreckung noch gefördert. Die gleichzeitige Entwicklung der natürlichen Kräuselung und der durch die Falschzwirnung aufgezwungenen Kräuselung sowie die Abst4«Bung der Falschzwirnkräuselung auf die natürliche Kräuselung bewirkt, daß Schwankungen in der Konstruktion und den Längencharakteristika des Garns weitgehend ausgeglichen werden und auch bei höchsten Produktionsgeschwindigkeiten in der Falschzwirnkräuselstufe ein gleichmäßig gekräuseltes und bauschiges Garn mit guten und gleichmäßigen Anfärbeigenschaften entsteht. Die erhöhte Produktionsgeschwindigkeit in der Falschzwirnkräuselstufe wiegt die erhöhten Herstellungskosten für das aus mehreren Polymeren zusammengesetzte Garn bei weitem auf.

Der Vorteil der Anwendung des Falschzwirnkrauselprozesses erweist sich insbesondere auch bei den nach der Erfindung hergestellten Garnen mit symmetrischer Anordnung der aus den einzelnen Polymeren bestehenden Fasergruppen bzw. mit symmetrischer Kern-Mantelkonstruktion der einzelnen·Bikomponentenfasern. Die natürliche Kräuselungsfähigkeit derartiger symmetrischer Garnkonstruktionen läßt sich bei den bisher üblichen Streck- und Schrumpfbehandlungen kaum entwickeln. Dae liegt daran, daß entsprechend dem symmetrischen Querschnitt des Garns bzw. der Einzelfasern auch ein symmetrisches Axialspannungsfeld in dem Garn bzw. den Einzelfasern entsteht. Aus diesem Grunde kann es nicht zu einer Kräuselung

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kommen» Durch die Falschzwirnung wird die bislang axial gerichtete Belastung des Garns in eine schraubenlinienförmige Belastung übeigeführt,die zu einer - mechanisch gesprochen - Drehknickung des Garns und seiner Einzelfasern führt. Die Vorteile der aus mehreren Polymeren zusammengesetzten Garne und Bikomponentenfasern symmetrischer Konstruktion, die insbesondere in dem besseren Zusammenhalt des Garns und der besseren Haftung der Komponenten in den Bikomponentenfasern sowie in der größeren Produktionssicherheit bestehen, können also erst durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anwendung des Falschzwirnkräuselprozesses auf derartige Garne bzw. Fasern zur vollen Anwendung kommen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen beschrieben.

eine Spinnanlage in schematischer Darstellung

eine Spinndüse(schematisch) zum Bikomponenten-

spinnen.

eine Streckanlage in schematischer Darstellung

eine Falschzwirnkräuselmaechine in schematischer

Darstellung

ein Kantenrad zur Erzeugung von Sollbruchstellen

Einzelfaseranordnungen in einem Faserstrang Bikomponentenfaeerkonstruktionen Fig. 7' eine graphische Darstellung der maximalen Verstreckverhältnisse von Polyester,Polyamid 6 und Polyamid 6.6 in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit .

In der Spinnanlage nach Fig. 1 werden Fasern 1 durch eine geeignete Düse ersponnen. Dargestellt ist in Fig. 1 die Herstellung eines

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Es zeigen:	1:
Fig.	1a:
Fig.	2:
Fig.	3:
Fig.	*♦:
Fig.	5a. 5b· 6a-6c
Fig. Fig.

Faserstranges, bei dem jede Einzelfaser aus nur einem Polymer besteht. Es werden Einzelfasern aus unterschiedlichen Polymeren oder Copolyraeren ersponnen. Zur Trennung der Polymere in Fig. 1 dienen die Verteilerplatten 2, welche so angeordnet sind, daß die'Einzelfasern des einen Polymers die Einzelfasern des anderen Polymere zumindest an zwei Seiten symmetrisch umgeben.

Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar auf Faserstränge, die aus Mehrkomponenteneinzelfasern bestehen. Spinnköpfe3zum Herstellen von Mehrkomponentenfäden sind bekannt. Es sei aus der älteren Patentliteratur auf das US - Patent 2 386 173 verwiesen. Denkbar sind vor allem Hehrkomponentenfäden mit Seite-an-Seite-Anordnung oder mit Kerryifentelanordnung der Komponenten. Eine schematische Darstellung eines derartigen Spinnkopfes zeigt Fig. 1a.

Die ersponnenen Faserstränge werden durch den Spinnschacht h abgezogen und dabei durch über den Anblasschacht 5 zugeführte Luft abgekühlt. Der Faserstrang in dem gezeigten Beispiel wird durch den Drallgeber 7 in Richtung der Spinndüsen leicht verzwirnt. Hinter dem Spinnschacht ist ferner eine Präparationsrolle angeordnet, auf der der Faserstrang in geeigneter Weise mit Präparationsölen getränkt wird. Der Fnserstrang wird durch die Galette 8 abgezogen und durch Changierfadenführer 9 zu einer Kreuzspule 10 verlegt.

Die Streckeinrichtung nach Fig. 2 zeigt die Spinnspule 10, von der der Faserstrang durch ein erstes Lieferwerk 11 abgezogen wird. Sodann ist eine Heizung 12 vorgesehen. Der Faserstrang wird durch das Streckwerk 13 verstreckt und anschließend wiederum durch einer Changierfadenführer zur Streckspule 14 verlegt. Es können hier auch übliche Streckzwirnmaschinen verwandt werden, bei denen die

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Aufwicklung auf einer Ringzwirnspindel erfolgt. Es sei besonders hervorgehoben, daß die Streckeinrichtung nur eine einzige Heizeinrichtung hat und zwar auch dann, wenn Polyester versponnen wird. Diese Maßnahme wird ermöglicht, weil nur hoch vororientiertes Polyester zur Anwendung kommt. Diese hoch vororientierten PoIyesterfäden sind so hitzebeständig, daß sie unter denselben Verstreckbedingungen wie Nylon6oderNylo,n6»6-Fasatn verarbeitet werden können. Hierin liegt ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Falschzwirnkräuselmaschine nach Fig. 3 zeigt die Streckspule 14, von der der verstreckte Faserstrang durch das erste Lieferwerk 15 angezogen wird. Der Faden w.ird sodann über die Heizeinrichtung 16 und Falschdraller 17 geführt und durch das Lieferwerk 18 abgezogen. Es ist möglich und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorteilhaft, daß die Verstreckung des Faserstranges nicht auf einer Streckeinrichtung nach Fig. 2 sondern auf einer Falschzwirnkräuselmaschine nach Fig. 3 zwischen den Lieferwerken 15 und 18 erfolgt. In diesem Falle wird die in Fig. 1 dargestellte Spinnspule 10 der Falschzwirnkräuselmaschine nach Fig. 3 an Stelle der Spule 14 vorgelegt. Bekanntlich wird auch dieses Verfahren erst dadurch industriell möglich und wirtschaftlich interessant, weil die nach diesem Verfahren ersponnenen, hoch vororientierten Fäden wesentlich besser zu transportieren und länger zu lagern sind als nicht vororientierte Fäden. Außerdem weisen die Spinnspulen aus hoch vororientiertem Fasermaterial eine wesentlich bessere Verarbeitbarkeit auf, insbesondere sind nur geringere Streckkräfte aufzubringen.

Hinter dem Lieferwerk 18 ist eine zweite Heizung 19 vorgesehen, auf der der Faserstrang einer weiteren V» irmebehandlung zur Reduzierung der Kräuselkontraktion unterworfen wird. Der Faserstrang wird durch das Lieferwerk 20 abgezogen und auf der Spule 21 mit einer definierten Dehnung aufgespult. Im folgenden werden die GeschwindigkeitsverhMlt-

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niase an den Lieferwerken 15, 18, 20 und der Spule 21 noch ein- mal wiedergegeben.

Es ist

y2 größer v1

ν 2 größer v3

vh größer v3.

Ea sei weiter bemerkt, daß in der Streckstufe, d.h. also zwischen Lieferwerk 11 und Streckwerk 13 nach Fig. 2 bzw. den Lieferwerken 15 und 18 nach Fig. 3 ein Kantenrad nach Fig. 4 vorgesehen sein kann. Der Faserstrang gerät bei Umdrehung des Kantenrades in bestimmten regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen in Kontakt mit einer Kante und es wird dadurch die in der Verstreckstufe am stärksten beanspruchte Komponente an einer definierten Stelle zum Zerreißen gebracht. Das Kantenrad kann mit einer konstanten oder schwankenden Drehzahl angetrieben sein oder aber von dem FaBerstrang mitgenommen werden.

Fig. 5a und 5b zeigen Querschnitte von Fasersträngen, bei deO^en Fasern einer Komponente (B) durch die Fasern der anderen Komponente (A) zumindest an zwei Stellen symmetrisch umgeben werden. Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß die Einzelfasern durch Verzwirnung und entsprechende Präparationen einen gewissen Verbund miteinander eingehen. Dadurch wird die "längere" Komponente gezwungen, sich in Windungen und Schlingen um die kürzeren Komponenten herumzulegen. Es sei erwähnt, daß die Einzelfasern des Typs A oder die Einzelfasern des Typs B auch als Mehrkomponentenfasern mit Eigenkräuselneigung konstruiert sein können.

Fig. 6 zeigt mögliche Konstruktionen von Bikomponentenfasern wobei wiederum hervorgehoben werden soll, daß der nach dieser Erfindung

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hergestellte Faserstrang entweder aus Mehrkomponentenfasern oder aber aus einer Mischung von Mehrkomponenten- und Einkomponentenfasern zusammengesetzt sein kann.

Fig. 6a zeigt eine Bikomponentenfaser mit Seite-an-Seitc-Anofcdnung der beiden Komponenten.

Fig. 6b und Fig, 6c zeigen Kern/ Mantelanordnungen der beiden Komponenten, wobei Fig. 6c eine konzentrische Kern/Haitelanordnung zeigt, die im Rahmen dieser Erfindung besonders gut verwendbar ist.

Fig. 7 zeigt in einer graphischen Darstellung die maximalen Verstreckverhältnisse (aufgenommen für einen Faden 167/32 dtex) für Polyester (PES) Nylon (PA6.6) Perlon (PA6) als Beispiele dafür, daß die maximalen Verstreckverhältnisse der Polymeren i.n Abhängigkeit von der Vororientierung und der Abzugsgeschwindigkeit zunächst bis zu einem Verstreckverhältnis von 1 : 2,5 weitgehend übereinstimmen, bei weiter steigender Vororientierung aber stark divergieren. Die Differenz kann dadurch vergrößert werden, daß die Ein?\elfasern

die

des einen Polymers mit anderem Titer ersponnen werden als/d*e anderen Polymers. Bei vorgegebener gemeinsamer Abzugsgeschwindigkeit wird die maximale Verstreckbarkeit gegenüber den ir Fig. 7 gezeigten Werten für die Fasern, mit gröberem Titer erhöht und für· die Fasern mit feinerem Titer vermindert. Dabei ist in der p^aphisehen Darstellung bereits berücksichtigt, daß die maximalen Verstreckverhältnisse, d.h. die zum Bruch führenden Verstreckverhältnisse wertmäßig nicht genau sondern nur für einen Toleranzbereich definierbar sind, zumal die maximalen Verstreckverhältnisse auch von anderen Faktoren als der Abzugsgeschwindigkeit abhängig sind. Es sei betont, daß bei Erreichung einer hohen Vororientierung die sonst beobachtete Abhängigkeit der maximalen Verstreckverhältnisse von der Veretrecktemperatur nachläßt und praktisch verschwindet. Dadurch engt sich der Toleranzbereich ein und die Produktionssicherheit des erfindungsgemäßen Ver-

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BAD ORiGiNAL

fahrens wird deshalb bespnders hoch.

Es entspricht der Nrtür der Sache, daß bei der Definition der Erfindung gewisse Toleranzen in Kauf genommen werden müssen. Wie die Darstellung nach Fig. 7 zeigt, ist es jedoch gesichert, daß die Aufgabe der Erfindung, nämlich die Herstellung eines Kräusel- und Bauschgarns durch Produktion eines hoch vororientierten Mischgarns erfüllt wird, wenn in der ßpinnstufe eine Vororientierung erreicht wird, di<j eine nachfolgende Verstreckung von maximal 1 : 2,5 zuläßt.

Wie die graphische Darstellung nach Fig. 7 zeigt, kann die Verstreckung des erfindungsgemäß hoch vororientierten Misch-bzw. Mehrkomponentengarns bis zu dem maximalen Verstreckverhältnis der einen Komponente erfolgen, wobei sodann die andere Komponente mit nur geringer Verstreckung zurückbleibt.

Beispiel 1:

Ein Mischgarn 167/32 dtex aus einer gleichen Anzahl Polyesterfasern und Nylon 6 - Fasern wurde mit einem Einzeltiter von 6,5 dtex und einer Abzugsgeschwindigkeit von 3 000 m / min erspohnen. Anschließend wurde das Mischgarn auf einer Streckanlage nach Fig. 2 im Streckverhältnis 1 : 1,25 verstreckt, wobei auch die Nylon 6 - Komponente noch keine Brucherscheinungen zeigte. Der Betriebspunkt ist in Fig. 7 mit I bezeichnet. Der besondere, Kräuselung und Bnuschigkeit bewirkende Effekt dieses Betriebspunktes liegt darin, daß die Nylon 6 - Komponente voll ausgestreckt und auf optimale textile Eigenschaften bearbeitet vorliegt, während die Polyesterkomponente - da sie nur teilverstreckt ist - eine starke Schrumpfneigung aufweist, die eine hohe Kräuselung und Baußchigleit bewirkt.

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Es wurde zudem festgestellt, daß die nicht vollverstreckte Polyesterkomponente auch eine eigene, natürliche Kräuselneigung besitzt.

Dies ist der eine Aspekt der Erfindung.

In einem zweiten Aspekt wird der in dem angegebenen Vororientierungsbereich bestehende große Unterschied zwischen den maximalen Verstreckverhältnissen erfindungsgenaß dazu ausgenutzt, ein Garn mit stapelfaserähnlichem Aussehen zu schaffen. Hierzu erfolgt die Verstreckung bis über das maximale Verstreckverhältnis des einen Polymers.

Beispiel 2:

Dns in Beispiel 1 beschriebene Mischgarn wurde den Verstreckbedingungen des Betriebspunktes II ( Figv 7 ) ausgesetzt, in-dem es bei einer Strecktemperatur von 200 mit einem Streckverhältnis von 1 : 2 auf einer Streckanlage nach Fig. 2 verstreckt wurde. Zwischen Lieferwerk 11 und Heizung 12 war dabei ein Kantenrad nach Fig. k angeordnet. Dieses Kantenrad wurde mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit, die der Fadenlaufgeschwindigkeit angepaßt war, angetrieben. Da das Verstreckverhältnis über dem maximalen Verstreckverhältnis der Nylonkomponente lag, wurden die Njlonß _ Rasern mit im wesentlichen konstanter Stapellänge zerrissen. Das erhaltene Garn wurde anschließend auf einer Doppeldrahtzwirnmaschine verzwirnt und hatte einen ähnlichen textlien Charakter wie ein aus Stapelfasern ersponnenes Garn.

Beispiel 3^:

In einem farallelversuch wurde das nach Beispiel 1 erhaltene Mischgarn einem Verstreckverhältnis von nur 1 : 1,8 (Betriebspunkt III in Fig. 7 ) ausgesetzt. Hierbei kam es auch zu einer stapelfasergarnähnlichen Ausbildung. Die textlien Eigenschaften des

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erhaltenen Garns wichen jedoch von denen des nach Beispiel 2 erhaltenen Garns ab, weil die nicht voll verstreckte Polyesterkomponente zusätzlich eine Eigenkräuselneigung zeigte. Deshalb war das Garn volunti&er (bauschiger) als das Garn von Beispiel 2 und hatte eine geringere Zugfestigkeit. Die in den Beispielen 1 bis 3 hergestellten Garne konnten hinsichtlich Kräuselung und Bauschigkeit weiter modifiziert werden, wenn sie im Anschluß an die Verstreckung ader aber gleichzeitig mit der Verstreckung einer Falschzwirnbehandlung auf einer Einrichtung nach Fig. 3 unterworfen wurden.

Die Herstellung von Garnen aus Bikomponenteneinzelfasern nach dieser Erfindung erfolgt im wesentlichen in gleicher Weise wie die Herstellung von Mischgarnen mit Einkomponentenfasern. Als besonders vorteilhaft erweist sich für Bikomponentenfasern die zusätzliche Falschzwirnbehandlung auf einer Einrichtung nach Fii> 3· Dabei können vorteilhaft auch Bikomponentenfasern mit konzentrischer Kerr/Hsntelanordnung zur Anwendung kommen.

Beispiel ^:

Ein Bikomponentengarn i67/36<ltfcc wurde mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 3 ⁰^Q πι / min durch gleichzeitige Extrusion einer Nylon 6.C und einer Nylon 6-Komponerfe arsponnen. Haftprobleme zwischen den einzelnen Komponenten taucfcten dabei nicht auf wegen der konzentrischen Kern Mantelanordnung der Komponenten. Die erhaltene Spinnspule nach Fig. 1 wurde einer Falschzwirn!.räuselmaschine nach Fig. 3 vorgelegt. Es erfolgte eine Verstreckung mit dem Verstreckverhältnis 1 : 1,25 ( Betriebspunkt I in Fig. 7 ).

Die Geschwindigkeit des Lieferwerks 18 und die Drehzahl der F*lschzwirnspindel 17 in Fig. 3 waren so aufeinander abgestimmt, daß das Garn eine Falschverzwirnung von 2 200 Drehungen pro Meter erhielt.

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Die Heizeinrichtung hatte eine Temperatur von 220⁰C. Hinter dem Lieferwerk 18 wurde das Garn unter Umgehung der Heizeinrichtung auf der Spule 21 aufgewickelt, wobei die Aufwickelgeschwindigkeit 12 % unter der Geschwindigkeit v2 des Lieferwerks 18 lag. Der aufgespulte Faden zeigte auch nach mehrtägiger Aufbewahrung auf der Spule eine sich spontan entwickelnde Kräuselung mit einer Kräuselkontraktion von 18 T.

Ebenso konnte aber auch der sweite Aspekt der Erfindung, bei dem die Verstreckung über das maximale Verstreckverhältnis der einen Komponente ausgedehnt wird, für Bikomponentenfaden ausgenutzt werden. Hierzu

Beispiel 5 ^:

Ein Bikomponenten-Garn mit Seite-an-Seite-Anordnung der Bikomponenten-Fäden wurde durch gleichzeitige Extrusion einer Polyamid - Phase (Nylon 6.6) sowie einer Copolyamid - Phase (Nylon 6 und Nylon 6.6) ersponnen. Die Abzugsgeschwindigkeit betrug 3 000 m / min, der Spinntiter 250 / 32 dtex. Anschließend erfolgte Verstreckung im Verstreckverhältnis 1 : 1,5 ( Betriebspunkt IV in Fig. 7). Dabei kam es weitgehend zu einem Zerreißen der (Nylon 6 und Nylon 6.6)-Fäden, wobei großen Teils auch eine Trennung der Phasen eintrat. Das erhaltene Garn hatte stapelfasergarnähnliche textile Eigenschaften.

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BAD ORIGINAL

Claims

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Patentansprüche

1·, Verfahren zur Herstellung eines multifilen, texturierten Garns durch gleichzeitiges Schmelzspinnen unterschiedlicher Polymere ( z, B. eines Polyamids und eines Polyesters ) zu einem multifilen Fnserstrang unter im wesentlichen gleichartigen Spinnbedingungen für alle Teile des Fpserstranges sowie durch anschließendes Verstrecken unter im wesentlichen gleichartigen VeiStreckbedingungen für alle Teile des Fnserstrangs, wobei das Verstreckverhältnis über der Elastizitätsgrenze von zumindest einem der ausgesponnenen Polymere liegt, gekennzeichnet durch die Anwendung von derartigen Spinnbedingungen, welche eine so hohe Vororientierung der ersponnenen Einzelfasern bewirken, daß das in der nachfolgenden Verstreckstufe anwendbare maximale Verstreckverhältnis der beiden Polymere weniger als 1 : 2,5 beträgt .

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abzugsgenchwindigkeit in der Spinnzone von über 2 5^0 m / min.

J>, Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abschreckbehandlung des Faserbündels unterhalb der Spinndüse.

h. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch Abzugsgeschwindigkeiten in der Spinnzone zwischen 2 700 m / min und 5 000 m / min.

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5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstreckung über das maximale Verstreckverhältnis des einen Polymers bzw. Copolymers hinaus ausgedehnt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Verstreckung wesentlich unter dem maximalen Verstreckverhältnis dee anderen Polymers bzw. Copolymers erfolgt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrang in der Verstreckstufe über ein mitlaufendes Kantenrad derart geführt wird, daß in unregelmäßigen oder regelmäßigen Abständen Sollbruchstellen in der zerreißenden Faserkomponente entstehen.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faserbündel in der Spinnzone ein Falschdrall erteilt wird, wobei die Zwirnung bis in die Abkühlzone zurückläuft.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Einzelfasern aus je einem der unterschiedlichen Polymere bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasergruppe des einen Polymers die Fasergruppe des anderen Polymers an zumindest zwei Seiten umgibt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Einzelfasern aus je einem der unterschiedlichen Polymere bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einaelfasern desjenigen Polymers, das bei der vorgegebenen Abzugsgeschwindigkeit die geringere Vororientierung und damit die höhere, maximale Verstreckbarkeit erhält, mit gröberem Titer als die Einzelfasern des anderen Polymers ersponnen werden.

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11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrang aus kinkomponenten-und Kehrkomponentenfasern zusammengesetzt ist.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel während oder nach der Verstreckung einer an sich bekannten Falschzwirnkrauselbehandlung unterworfen wird.

13· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, vorzugsweise nach Anspruch 11, bei dem Einzelfasern als Mehrkomponentenfasern konstruiert sind, gekennzeichnet durch eine konzentrische Kern - Mantelkonstruktion der einzelnen Mehrkomponentenfasern

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